PL170092B1

PL170092B1 - Enclosure for protecting persons and objects against bullets

Info

Publication number: PL170092B1
Application number: PL93305205A
Authority: PL
Inventors: Guenter Dieterich; Karlheinz Piel; Paul-Werner Reinehr; Hans-Werner Schulte; Achim Fels; Michael Mohr
Original assignee: Akzo Nobel Faser Ag; Krupp Ag Hoesch Krupp
Priority date: 1992-03-16
Filing date: 1993-03-11
Publication date: 1996-10-31
Also published as: DE59302199D1; RU2098740C1; KR950701060A; DE4208308A1; ATE136640T1; DE4208308C2; WO1993019342A2; ES2085768T3; HU9402491D0; IL105004A; BR9306088A; EP0631659A1; EP0631659B1; WO1993019342A3; HU212865B; CA2132200A1; RU94045820A; HUT71542A

Abstract

FIELD: ballistic protection of people and/or objects. SUBSTANCE: frame for ballistic protection of people and/or objects has plates in the capacity of walls of frame which are interjoined by means of profile rails. Plates are manufactured for compression at least in zone designed for placement into profile rails. Profile rails have at least one flute embracing one edge of plate into which this edge of plate is entered with compression. Compression is carried out with the use of wedges inserted between wall of lute of profile rail and surface of plate in zone of edges. It is preferable to manufacture plates sectional from fibre composite materials. EFFECT: improved quality of erection of frame for ballistic protection of people and/or objects. 1 dwg

Description

Przedmiotem wynalazku jest obudowa do ochrony balistycznej osób i obiektów.The subject of the invention is a housing for ballistic protection of people and objects.

Tego rodzaju obudowa dla pojazdów, na przykład czołgów, została opisana w opisie RFN nr 19 01 502. Opisana obudowa składa się z płyt i szyn profilowych, przy czym profilowe szyny posiadają umieszczone stopniowo ramiona, w których osadzone są płyty. Połączenie płyt z szynami profilowymi wykonane jest za pomocą spawania lub za pomocą nie opisanych bliżej rozłącznych elementów. Takie obudowy służą do ochrony przed pociskami przy ostrzale bezpośrednim, lub do ochrony przed odłamkami i falą uderzeniową przy eksplozjach, jakaA housing of this type for vehicles, for example tanks, is described in the German specification 19 01 502. The described housing consists of plates and profile rails, the profile rails having gradually arranged arms in which the plates are embedded. The plates are joined to the profile rails by welding or by means of detachable elements not described in more detail. Such casings are used to protect against projectiles in direct fire, or to protect against shrapnel and shock waves in explosions, such as

170 092 występuje na przykład przy eksplozji bomb. Nadają się one do wyposażenia czołgów, transporterów pieniędzy, statków, a także kontenerów. Wadą dotychczasowych obudów jest to, że w przypadku obciążenia zgodnego z przeznaczeniem płyty zakotwienia są tak wyrywane ze swego położenia, że zarówno płyty jak i szyny profilowe w otoczeniu obszaru trafienia obiektu, niszczone są przez odłamki lub fale uderzeniowe. Tak więc, po zaistnieniu takiego przypadku, z reguły odbudowane muszą być na nowo znaczne obszary, często cała obudowa.170 092 occurs, for example, when a bomb explodes. They are suitable for equipping tanks, money transporters, ships and containers. The disadvantage of the prior art housings is that, when loaded as intended, the anchor plates are torn out of their position in such a way that both the plates and the profile rails in the vicinity of the target area are destroyed by fragments or shock waves. Thus, after such a case, as a rule, large areas, often the entire housing, must be rebuilt.

Z opisu patentowego St. Zjedn. Am. nr 4 351 558 znana jest obudowa do samochodów ciężarowych (ciężkich wywrotek tylnozsypowych), w której płyty osadzone są w profilowanych korytkach. Płyty łączone są następnie z profilowanymi korytkami za pomocą nitów. Gdy stosuje się tego rodzaju konstrukcje do ochrony balistycznej, to stwierdza się, że po działaniu pocisku wygięciu nie tylko płyty, lecz również profilowane korytka tak, że jak już wspomniano, odnawiane muszą być duże obszary, często nawet cała obudowa. Tego rodzaju obudowy samochodów ciężarowych nie nadają się ze względów ekonomicznych, do ochrony balistycznej.From US patent specification US Am. No. 4 351 558, a housing for trucks (heavy rear tippers) is known, in which the plates are mounted in profiled trays. The boards are then connected to the profiled trays with rivets. When such ballistic protection structures are used, it is found that after the action of the projectile, not only the plates but also the profiled trays bend, so that, as already mentioned, large areas, often even the entire casing, have to be restored. Such truck housings are not economically suitable for ballistic protection.

Zdaniem niniejszego wynalazku jest zaprojektowanie obudowy złożonej z płyt stanowiących ściany obudowy i szyn profilowych, w której szyny profilowe zawierają przynajmniej jedno korytko obejmujące jedną krawędź płyty, która to obudowa po działaniu na nią pocisków, odłamków lub fal uderzeniowych, może być naprawiona przy niewielkim nakładzie, korzystnie tylko przez wymianę płyt.It is an object of the present invention to provide a casing composed of plates constituting the walls of the casing and profile rails, in which the profile rails include at least one tray covering one edge of the plate, which casing can be repaired with little effort after the action of projectiles, fragments or shock waves, preferably only by replacing the plates.

Zadanie to według wynalazku zostało rozwiązane przez to, że płyty służące do balistycznej ochrony osób i obiektów, są płytami wielowarstwowymi i przynajmniej w obszarze, który służy do osadzania ich w szynie profilowej, są ściśliwe, a korytko (korytka), od strony zewnętrznej obudowy posiada (posiadają) gładką ścianę, natomiast od strony wewnętrznej obudowy posiada (posiadają) ścianę wyprofilowaną faliście lub piłokształtnie, przy czym płyty osadzone są w korytku (korytkach) szyn profilowych za pomocą klinów, a kliny przynajmniej na stronie zwróconej do ściany korytka, posiadają wyprofilowanie odpowiadające ścianie korytka. Kliny te są wbite w pustą przestrzeń istniejącą między wewnętrzną ścianą korytka i wewnętrzną płaszczyaną krawędzi płyty.According to the invention, this task has been solved by the fact that the plates for the ballistic protection of people and objects are multi-layer plates and, at least in the area used for embedding them in the profile rail, they are compressible, and the tray (trays) on the outer side of the casing has (have) a smooth wall, while on the inside of the casing it has (have) a wavy or sawtooth-shaped wall, the boards are embedded in the tray (s) of profile rails with wedges, and the wedges at least on the side facing the tray wall have a profile corresponding to trough wall. These wedges are driven into the empty space existing between the inner wall of the tray and the inner plane of the edge of the plate.

Dla mechanicznego zabezpieczenia obszarów krawędziowych płyt, kliny są odpowiednio wyprofilowane, przy czym profilowanie klinów odpowiada wyprofilowaniu ścian korytka od strony wewnętrznej obudowy. Szczególnie dobre wyniki uzyskuje się za pomocą klinów, w których wykonane jest obustronne wyprofilowanie faliste lub piłokształtne. Najlepszym wyprofilowaniem powierzchni klina okazał się profil falisty. Dla przypadków ekstremalnych mogą być stosowane profile piłokształtne. Za pomocą głębokości korytka, długości klina i kąta klina można regulować wielkość ściskania, a tym samym wytrzymałość połączenia płyty z szyną profilową. Dla uzyskania połączenia klinowego najlepszym okazał się dla klinów kąt zawarty pomiędzy 5° i 15°.In order to mechanically protect the edge areas of the plates, the wedges are appropriately profiled, and the wedge profiling corresponds to the profiling of the tray walls on the inside of the casing. Particularly good results are obtained with wedges in which a double-sided wave or saw-shaped profile is made. The undulating profile turned out to be the best profiling of the wedge surface. For extreme cases, sawtooth profiles can be used. By means of the tray depth, the wedge length and the wedge angle, the amount of compression and thus the strength of the connection between the plate and the profile rail can be adjusted. In order to obtain a wedge connection, the best angle for the wedges was between 5 ° and 15 °.

Korytka szyn profilowanych mają korzystnie kształt litery V a najlepiej, gdy mają kształt litery U. Taki kształt korytka można również uzyskać według wynalazku w ten sposób, ze szyna profilowa posiada rowek w kształcie litery L, a z krótszym ramieniem tego rowka związana jest nakładka. Szyny profilowe i/lub kliny wykonane są z materiału odpornego na zgniatanie i pełzanie. Najlepiej nadają się do wyrobu szyn profilowych, klinów i nakładek stal, ceramika i ceramika uwarstwiona metalem.The trays of the profile rails are preferably V-shaped, and preferably U-shaped. Such a tray shape can also be obtained according to the invention in that the profile rail has an L-shaped groove and a cap is associated with the shorter leg of this groove. The profile rails and / or wedges are made of a crush-resistant and creep-resistant material. Steel, ceramics and metal-layered ceramics are best suited for the production of profile rails, wedges and overlays.

W związku z zastosowaną według wynalazku techniką łączenia, stosowane mogą być bez problemów jako płyty, płyty warstwowe. Płyty warstwowe są to jak wiadomo płyty składające się z wielu warstw, a odporność tych płyt na uderzenia powodowana ostrzałem przez pociski, lub przez odłamki względnie na obciążenia wywołane falą uderzeniową, jest od dawna znana. Nadają się do tego zwłaszcza płyty z kompozytów włóknistych. Do wytwarzania płyt z kompozytów włóknistych nadają się włókna z poliamidów aromatycznych, węgla, szkła i/lub polietylenu, które osadzone są w zaciskającej je osnowie. Jako osnowa nadają się np. termoplasty, przy czym nadaje się do tego szczególnie poliwęglan, lub tworzywa termo- lub chemoutwardzalne, z których równie dobre wyniki daje żywica fenolowo-formaldehydowa, zwłaszcza z 5 do 60%-ową domieszką poliwinylobutyralu. Na osnowę dla płyt obudowy według wynalazku mogą być również stosowane elastomery, np. specjalne kauczuki. Korzystnie ściśliwość płyt, przynajmniej w obszarze krawędzi płyty, wynosi 0,5 do 5%.Due to the joining technique used according to the invention, they can be used as panels or sandwich panels without any problems. Sandwich panels are, as is known, panels consisting of several layers, and the resistance of these panels to impacts caused by projectile fire or by fragments or to shock wave loads has long been known. Fibrous composite boards are especially suitable for this. Aromatic polyamides, carbon, glass and / or polyethylene fibers embedded in a matrix clamping them are suitable for the production of fibrous composite panels. For example, thermoplastics are suitable as the matrix, polycarbonate being particularly suitable for this, or thermo- or chemosetting plastics, of which phenol-formaldehyde resin, in particular with a 5 to 60% polyvinyl butyral admixture, gives equally good results. Elastomers, e.g. special rubbers, can also be used for the matrix of the casing panels according to the invention. Preferably, the compressibility of the plates, at least in the edge region of the plate, is 0.5 to 5%.

170 092170 092

Zastosowanie nakładki, która z reguły wykonana jest ze stali, ceramiki lub ceramiki uwarstwionej metalem, oraz płyt z materiału wielowarstwowego, wpływa korzystnie na znane dobre właściwości ochronne płyt warstwowych przez zastosowanie nakładki, działającej również jako warstwa.The use of an overlay, which is usually made of steel, ceramic or metal-layered ceramics, and panels of multilayer material, favorably influences the known good protective properties of the sandwich panels by the use of an overlay also acting as a layer.

Przez działanie pocisków, odłamków lub fal uderzeniowych płyta poddawanajest z reguły takim obciążeniem, że zostaje zdeformowana. Przy zastosowaniu obudowy według wynalazku płyta, przy tego rodzaju oddziaływaniach, utrzymywana jest pewnie w uchwycie szyny profilowej. Tylko w przypadku ekstremalnych obciążeń płyta zostaje częściowo wyrwana z uchwytu w szynie profilowej, przy czym na skutek poprzedniego ściśnięcia obszaru płyty, istnieje dostateczny opór, aby zapobiec całkowitemu wysunięciu się płyty z uchwytu. W ten sposób zapewniona jest skuteczna ochrona dla osób i/lub obiektów znajdujących się w obudowie.As a rule, the plate is subjected to such a load by the action of projectiles, fragments or shock waves that it is deformed. When the casing according to the invention is used, the plate is held securely in the holder of the profile rail with such influences. Only in the event of extreme loads is the plate partially torn out of the holder in the profile rail, and due to the previous compression of the plate area, sufficient resistance exists to prevent the plate from sliding completely out of the holder. In this way, effective protection of people and / or objects in the housing is ensured.

Po działaniu pocisków, odłamków lub fal uderzeniowych, zdeformowane płyty mogą być usunięte, wprawdzie przy zniszczeniu płyt (z reguły po takich działaniach nie nadają się one do użytku), jednak przy zachowaniu szyn profilowych. Bez większego trudu można osadzić nowe płyty w zachowanych szynach profilowych.After the action of projectiles, fragments or shock waves, the deformed plates can be removed, although the plates are destroyed (as a rule, they are not usable after such actions), but with the profile rails retained. The new boards can be mounted in the preserved profile rails without much effort.

Przedmiot wynalazku został wyjaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym na fig. 1, 3 i 5 przedstawione są sposoby łączenia jeszcze przed utworzeniem połączenia, natomiast na figurach 2,4 i 6 przedstawione są gotowe płyty z szyną profilową.The subject matter of the invention has been explained in an embodiment in the drawing, in which Figures 1, 3 and 5 show the connection methods before the connection is made, while Figures 2, 4 and 6 show finished panels with a profile rail.

Rozumie się oczywiście, że przy wykonywaniu obudowy według wynalazku, stosuje się z reguły tylko jedną z przedstawionych technik łączenia. Jedynie ze względu na umożliwienie ich przeglądu na figurach przedstawione są różne sposoby łączenia.Of course, it will be understood that, as a rule, only one of the joining techniques shown is used when producing the casing according to the invention. For the sake of visibility alone, the figures show different connection methods.

Na fig. 1 i 2 przedstawione są płyty i szyny profilowe 2. Szyny profilowe 2a i 2b mają korytko 5, którego ściana wewnętrzna ma wewnętrzny profil falisty 5a, natomiast ściana zewnętrzna 5b jest od wewnątrz gładka. Szyna profilowa 2b posiada dodatkowo korytko, którego ściana wewnętrzna w kierunku strzałki C jest wyprofilowana piłokształtnie. Kliny z odpowiednio wyprofilowanymi powierzchniami - klin 3 z falistym, jednostronnym wyprofilowaniem; klin 4 z piłokształtnym, jednostronnym wyprofilowaniem - są przedstawione na fig. 1 w stanie nie połączonym, a dla utworzenia połączenia kliny te wbijane są, zgodnie z figurą 2, w kierunku strzałek A, B względnie C, w pustą przestrzeń istniejącą pomiędzy ścianą korytka i płaszczyzną krawędzi płyty. Obszar krawędzi płyty jest przy tym ściskany.1 and 2, the plates and profile rails 2 are shown. The profile rails 2a and 2b have a tray 5, the inner wall of which has an inner corrugated profile 5a and the outer wall 5b is smooth on the inside. The profile rail 2b additionally has a tray, the inner wall of which is sawtooth-shaped in the direction of the arrow C. Wedges with properly profiled surfaces - wedge 3 with a wavy, one-sided profiling; wedge 4 with sawtooth, one-sided profiling - shown in Fig. 1 in a non-connected state, and in order to create a joint, these wedges are hammered, according to Fig. 2, in the direction of arrows A, B or C, into the empty space existing between the tray wall and plate edge plane. The edge area of the plate is compressed here.

W przypadkach w których techniki łączenia przedstawione na fig. 1 i 2, nie zapewniają wystarczająco wysokiej wytrzymałości złącza, można zastosować klin o dwustronnie wyprofilowanej powierzchni, jak to jest przedstawione na fig. 3 i 4. Klin 6, który wbijany jest w kierunku strzałki D, posiada dwustronne faliste wyprofilowanie, natomiast klin 7, który wbijany jest w kierunku strzałki E, posiada dwustronne, piłokształtne wyprofilowanie.In cases where the joining techniques shown in Figs. 1 and 2 do not provide a sufficiently high joint strength, a wedge with a double-sided surface as shown in Figs. 3 and 4 may be used. Wedge 6 which is driven in the direction of the arrow D has a double-sided wavy profile, while the wedge 7, which is driven in the direction of the E arrow, has a double-sided sawtooth profile.

Według fig. 5 i 6 korytko szyny profilowej 2 ma wykonany wpust, którego krótsze ramię połączone jest z nakładką 8 spawem 9. Ściskanie obszarów krawędziowych płyty następuje, jak na poprzednich figurach, za pomocą klinów tak, że opis tego, w odniesieniu do fig. 5 i 6 pominięto.According to Figs. 5 and 6, the profile rail tray 2 has a groove, the shorter arm of which is connected to the cover 8 by a weld 9. The pressing of the edge areas of the plate takes place, as in the previous figures, by means of wedges, so that the description of this with reference to Fig. 5 and 6 are omitted.

Dla uzyskania lepszej rozłączności klinów, ramiona tworzące korytko szyny profilowej 2 mogą być na pewnym odcinku pozbawione występów tak, że przez wbijanie klina do przodu, w kierunku wzdłużnym szyny profilowej, aż do jego wyjścia z występów, może on być w tym miejscu usunięty.In order to achieve a better disconnectability of the wedges, the arms forming the tray of the profile rail 2 can be partially devoid of projections, so that by hammering the wedge forward in the longitudinal direction of the profile rail as far as it exits the projections, it can be removed at this point.

W ten sposób połączenia pomiędzy płyta i szyną profilową może być łatwo rozłączone. Przy zastosowaniu płyt z kompozytów włóknistych, z reguły wystarcza, zniszczyć mechanicznie wymienioną, a następnie pozostałe obszary krawędziowe wybić kawałkami z obudowy, po czym klin można już usunąć.In this way, the connections between the plate and the profile rail can easily be disconnected. When using fiber composite boards, it is usually sufficient to mechanically destroy the above-mentioned one, and then knock out the remaining edge areas with pieces from the housing, after which the wedge can be removed.

170 092170 092

F.g. 5F.g. 5

170 092170 092

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 90 copies

Cena 2,00 złPrice PLN 2.00

Claims

Zastrzeżenia patentowePatent claims

1. Obudowa do ochrony balistycznej osób i obiektów z płytami jako ścianami obudowy i z szynami profilowymi, w której szyny profilowe posiadają przynajmniej jedno korytko obejmujące krawędź płyty, znamienna tym, że dla ochrony balistycznej osób i obiektów płyty są płytami warstwowymi i przynajmniej w obszarze przeznaczonym do osadzania w szynach profilowych (2), są ściśliwe, przy czym korytko (a) (5) od strony zewnętrznej obudowy posiada (posiadają) gładką ścianę (5b), a od wewnętrznej strony obudowy posiada (posiadają) faliście lub piłokształtnie wyprofilowaną ścianę (5a), a płyty osadzone są za pomocą klinów (3,4,6,7) w korytku(ach) (5) szyn profilowych (2) przez ściśnięcie ich obszarów krawędziowych, przy czym kliny (3,4,6,7) przynajmniej na stronie zwróconej do ściany korytka, posiadają wyprofilowanie odpowiadające wyprofilowaniu ściany korytka, przy czym kliny (3,4,6,7) są wbite w pustą przestrzeń istniejącą między wewnętrzną ścianą korytka (5a) i wewnętrzną płaszczyzną krawędzi pfyty.1. An enclosure for the ballistic protection of persons and objects with panels as enclosure walls and with profile rails, the profile rails having at least one tray enclosing the edge of the panel, characterized in that for the ballistic protection of persons and objects, the panels are sandwich panels and at least in an area intended for in profile rails (2), are compressible, the tray (a) (5) has (have) a smooth wall (5b) on the outside of the housing, and on the inside of the housing has (have) a wave-shaped or saw-shaped wall (5a) ), and the boards are mounted with wedges (3,4,6,7) in the tray (s) (5) of the profile rails (2) by pressing their edge areas, with the wedges (3,4,6,7) at least on the side facing the tray wall, they have a profile corresponding to the profile of the tray wall, while the wedges (3,4,6,7) are driven into the empty space existing between the inner wall of the tray (5a) and the inner plane of the edge pf alive.

2. Obudowa według zastrz. 1, znamienna tym, że płyty wykonane są z kompozytów włóknistych.2. The housing according to claim 1 The method of claim 1, wherein the panels are made of fiber composites.

3. Obudowa według zastrz. 1, znamienna tym, że kliny (3,4,6,7) obustronnie wyprofilowane są faliście lub piłokształtnie.3. The housing according to claim 1 A method according to claim 1, characterized in that the wedges (3, 4, 6, 7) are wavy or sawtooth-shaped on both sides.

4. Obudowa według zastrz. 1, znamienna tym, że kliny mają kąt zawarty pomiędzy 5° i 15°.4. The housing according to claim 1 The method of claim 1, characterized in that the wedges have an angle comprised between 5 ° and 15 °.

5. Obudowa według zastrz. 1, znamienna tym, że profilowa szyna (2) zawiera przynajmniej jedno korytko w kształcie litery U.5. The housing according to claim 1 5. The rail according to claim 1, characterized in that the profile rail (2) comprises at least one U-shaped tray.

6. Obudowa według zastrz. 1, znamienna tym, że profilowa szyna (2) zawiera przynajmniej jedno korytko w kształcie litery V.6. The housing according to claim 1 Device according to claim 1, characterized in that the profile rail (2) comprises at least one V-shaped tray.

7. Obudowa według zastrz. 1, znamienna tym, że profilowa szyna (2) zawiera przynajmniej jeden rowek w kształcie litery L, z którego krótszym ramieniem połączona jest nakładka (8), przy czym nakładka razem z rowkiem w kształcie litery L tworzą korytko obejmujące ściśliwą część płyty.7. The housing according to claim 1 The plate (8) is connected to the shorter leg of the profile rail (2), the cover plate and the L-shaped groove forming a tray enclosing the compressible part of the plate.

8. Obudowa według zastrz. 1, znamienna tym, że profilowe szyny (2) i/lub kliny (3,4,6,7) i/lub nakładki (8) wykonane są z twardego materiału odpornego na zgniatanie i pełzanie.8. The housing according to claim 1 A method as claimed in claim 1, characterized in that the profile rails (2) and / or wedges (3,4,6,7) and / or caps (8) are made of a hard material resistant to crushing and creep.

9. Obudowa według zastrz. 1, znamienna tym, że profilowe szyny (2) i/lub kliny (3,4,6,7) i/lub nakładki (8) przynajmniej w znaczym stopniu wykonane są ze stali.9. The housing according to claim 1 A method according to claim 1, characterized in that the profile rails (2) and / or wedges (3, 4, 6, 7) and / or the covers (8) are at least to a significant extent made of steel.

10. Obudowa według zastrz. 1, znamienna tym, że profilowane szyny (2) i/lub kliny (3,4,6,7) i/lub nakładki (8) przynajmniej w znacznym stopniu wykonane są z ceramiki uwarstwionej metalem.10. The housing according to claim 1 A method as claimed in claim 1, characterized in that the profile rails (2) and / or wedges (3,4,6,7) and / or the covers (8) are at least largely made of metal-laminated ceramics.

11. Obudowa według zastrz. 1, znamienna tym, że kliny (3,4,6,7) wykonane są przynajmniej w znacznym stopniu z ceramiki.11. The housing according to claim 1 A material as claimed in claim 1, characterized in that the wedges (3, 4, 6, 7) are made at least largely of ceramic.

12. Obudowa według zastrz. 1, znamienna tym, że ściśliwość płyt (1), przynajmniej w obszarze krawędzi płyty wynosi 0,5 do 5%.12. The housing according to claim 1 2. A method according to claim 1, characterized in that the compressibility of the plates (1) is 0.5 to 5% at least in the area of the plate edge.